JPH0464263B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0464263B2 JPH0464263B2 JP22124588A JP22124588A JPH0464263B2 JP H0464263 B2 JPH0464263 B2 JP H0464263B2 JP 22124588 A JP22124588 A JP 22124588A JP 22124588 A JP22124588 A JP 22124588A JP H0464263 B2 JPH0464263 B2 JP H0464263B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- wire
- orthodontic
- strain
- stress
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N iminotitanium Chemical compound [Ti]=N KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 229910010380 TiNi Inorganic materials 0.000 description 4
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 229910004337 Ti-Ni Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910011209 Ti—Ni Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、歯科において器具に関し、特に歯列
矯正器具に関するものである。 ［従来の技術］ TiNi合金、Ti−Ni−Ｘ（Ｘ＝Cu、Cr等）合金
が熱弾性型マルテンサイト変態の逆変態に付随し
て顕著な形状記憶効果を示すことはよく知られて
いる。（「金属」1966年２月13日号、44，「日本金
属学会会報」第12巻第３号（1973）157，「日本金
属学会誌」第30巻、第２号（1975）175） これと同時に、TiNi合金にゴムのようなしな
やかさを示す超弾性機能があることもよく知られ
ている。（「J.Appl.phys.34（1963）1475，東北大
学選研梟報27（1971）245） これらの形状記憶及び超弾性機能を利用して、
パイプ継手、感温アクチユエータ、ヒートエンジ
ン、ブラジヤーおよび歯科矯正線等の商品化が行
われている。特に、歯科矯正器具に適用すること
は、米国特許第4037324号に開示されている。ま
た、JADA，82（1971）1373，Am.J.Orthod 63
（1973）464にも詳しく述べられている。 ［発明が解決しようとする課題］ 歯列矯正器具は、周知の歯との関係で、不規則
及び不正常な歯を修正するために使用される。こ
の修正操作は、変形応力の荷重・除荷に伴ない可
逆的にエネルギーを吸収したり、放出したりする
ことが可能なワイヤーを用いた器具を使用して行
われる。この矯正器具に使用されるワイヤーは主
に18−８ステンレス鋼ワイヤー、最近ではNi−
Ti合金ワイヤーであつた。 18−８ステンレス鋼ワイヤーを用いた場、矯正
に供し得る伸びひずみはほぼ１％である。このた
め、過度の伸びあるいは曲げを与えると、本来、
目的に必要とされる可逆的なエネルギーの吸収・
放出機能が損われしまう。 これに対し、Ti−Ni合金ワイヤーは、従来の
ステンレスワイヤーと比較して、異常な弾性限界
があることが見出されている。すなわち、加工上
り材の弾性限界（伸びひずみの最大値）は約４％
を示す。Unitele（米）はこの合金ワイヤー（加工
上り材）を矯正ワイヤーとして実用化している。
しかしながら、このワイヤーは、加工上り材のた
め、脆い難点、および伸び変形の増加と伴に、変
形に必要な荷重もほぼ直線的に増加するため、矯
正治療を受ける患者への生理的苦痛を余偽なくす
る難点があつた。この苦痛を柔げるためには、所
要の歯移動は比較的軽いが、連続的な矯正力を供
給することができる最適の力付与装置を形成する
ことによつて最も良好に達成されることがAngle
Orthodentist第31巻（1961年発行）に報告されて
いる。この目的を達成するためには変形に要する
力の大きさが小さいこと、口腔組織の最大限の応
答を与えるべく器具が非機能状態になるまで力の
レベルが一定であること、等が挙げられる。 このアプローチの一例として、Ni−Ti合金ワ
イヤーの焼鈍材を使用することに見出すことがで
きる。この焼鈍材は通常30〜40％の冷間加工減面
率が施されたのち400〜500℃の熱処理を行うこと
によつて得られる。かかる処理を行われたワイヤ
ーは、少なくとも口腔内温度に於いて、ゴムの如
き弾性挙動を振舞うことが可能となる。すなわ
ち、伸びひずみで５〜６％、且つ、変形に要する
力の大きさが小さく、一定変形力によつても伸び
が可能なこと、歯移動に伴なう軽い連続的な矯正
力を供給することができる。すなわち、ワイヤー
の弾性変形によつて可逆的なエネルギーの吸収・
放出が容易となり得る。 しかしながら、このワイヤーは加温されること
による形状の復元、もしくはゴムの如きしなやか
さによる自発的形状の復元のいづれか若しくは双
方を併せ待つことのために歯列矯正用の形状に冷
間曲げすることができず、所要の形状に固定する
ために400℃程度以上の温度まで加熱される必要
があつた。このため閉ループ等の矯正器具に使用
することができず、設計上かなりの湾曲を要する
器具の形成に使用することがかなり制限される。 本発明はステンレス鋼あるいはTi−Ni合金を
使用した場合の欠点を解決し、最適の歯列矯正力
を供給するのを容易にするものである。よつて本
発明の技術的課題は、従来のNi−Ti合金焼鈍材
のもつ、口腔組織が最大限に応答し、且つその組
織が最小限にしか損傷を受けない状態にて連続的
に比較的無痛状態にて歯の移動を行うべく、好ま
しいほどの力の大きさが小さく、且つ長期間に亘
つて力が一定となる特長を保持しつつ、歯列矯正
用器具が、歯の歯冠に作用してそれが移動される
際に、その歯の正確な回転中心を与えるよう最適
の力に対するモーメントの比を与えるべく、簡単
なものから非常に複雑な歯列矯正用の形状まで広
範囲の歯列矯正器具に形成することを、高くとも
80℃以下で可能にした歯列矯正器具を提供するこ
とにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、原子％でNiを45.0〜51.0at
％、Feを0.5〜5.0at％残部Tiからなる合金を溶体
化処理後400〜500℃で熱処理を施したTiNiFe合
金線材であつて、少なくとも口腔内温度（37℃）
において、可逆的なエネルギーの吸収・放出が可
能な超弾性特性を保有するとともに、多くとも80
℃までの温度範囲内で塑性変形することを特徴と
する歯列矯正器具が得られる。 本発明の歯列矯正器具において合金線に含有さ
れるFeを0.5〜5.0原子パーセントとしたのは、0.5
未満では添加効果が少なく、5.0を越えると加工
性を極端に悪くするためである。更に、Niを45
〜51原子パーセントとしたのは45未満ではTi2Ni
相が析出し、逆に51を越えるとTiNi3相が析出
し、加工性を悪くするためである。 ［実施例］ 本発明の実施例について説明する。 表−１に示す組成の合金が高周波真空溶解法に
よつて得られた。但し、本実施例以外の溶解法、
例えば、アーク溶解法、電子ビーム溶解法、ある
いは粉末治金法によつても本発明合金は得られ
る。 合金は、それぞれ900〜1000℃で溶体化処理後、
約900℃で熱間鍛造、熱間圧延されたのち冷間加
工によつて0.70mmφまで線引きされ、約900℃の
温度で歪み取り焼鈍が行われ、0.50mmφに加工さ
れた。 表−１に本発明合金および比較合金の熱間加工
性、熱間加工性の良否につき示しているが、Fe
添加量が5.0原子パーセントを越えるNo.７，No.８
の合金は本発明合金に比べて熱間加工性は悪く、
更に、供試材を得るための0.7mm〜0.5mmφの最終
冷間加工は出来なかつた。比較合金No.１について
も表−１に示すように、本発明合金に比べると冷
間加工性は悪い。これらのことにより、Ti−Ni
合金にFeを添加すると、その熱間・冷間加工性
はTiNi合金に比べて変わらないか、あるいは改
善されると云えるが、５原子パーセントを越える
とかえつて悪くする傾向にあることが云える。 0.50mmφまで加工された供試ワイヤーは、それ
ぞれ900℃，700℃，600℃，500℃，400℃および
300℃で１時間熱処理され、室温（20℃）、および
口腔内温度（37℃）での応力−ひずみ曲線が求め
られた。 第１図に室温で測定された結果の一例として、
比較合金No.１および本発明合金No.４の加工上り材
（未焼鈍材）、500℃焼鈍材の応力−ひずみ曲線を
示した（なお、市販されている18−８ステンレス
鋼ワイヤーの例も併せて示している）。 本発明合金No.４は比較合金No.１と同様に焼鈍に
よつて形状記憶合金の特長の一つであるゴムのよ
うなしなやかな超弾性を保有し、伸び変化に対し
応力が一定となる降状応力を認めることができ
る。表−２に、37℃における３％引張り時の応力
を異なる温度において熱処理した各々の試料につ
いて示した。表中、No.７，No.８の合金は冷間加工
不可のため、引張り試験は行われなかつた。各合
金試料（比較合金および本発明合金を含む）と
も、冷間の加工上り材は第１図中No.１合金同様に
荷重の除荷と同時にほぼひずみは解消される。し
かし、明確な降状は認められない。明確な降状を
示す超弾性特性が得られるのは、ほぼ400℃以上
の熱処理材からである（300℃では、焼鈍効果は
薄い）。良好な超弾性が得られるのは、比較合金
No.１同様400〜500℃であつた。600℃を越えると
応力レベルは400〜500℃処理材に比べて約半分に
なると同時に超弾性特性も悪くなる。特に、繰り
返しに対しては極端な劣化を示す。よつて歯列矯
正器具に第一義的に求められるワイヤー変形に対
する可逆的なエネルギーの吸収・放出を得るため
には400〜500℃の熱処理材が適当である。しかし
ながら低応力レベルでのエネルギの吸収・放出お
よび必ずしも繰り返えしを求められない場合に
は、その限りではなく、600℃あるいはそれ以上
の温度での処理が許容される。 次に、塑性加工性を調べるために表−２に示し
た各試料は37℃で90度に曲げられ、曲げ応力の解
放時の残留ひずみ、更に、80℃加熱による残留ひ
ずみの解消の度合が調べられた。500℃処理材の
結果を表−３に示した。比較合金No.１は室温で応
力解放と同時にほぼ元の形状に戻つた。すなわ
ち、超弾性効果が強いために37℃での塑性加工は
難しい、更に80℃に加熱するとわずかな残留ひず
みも解消する。このため、特定形状への固定は変
形後拘束下で400〜500℃に加熱する必要がある。 No.２，No.３合金はFeを0.25および0.5原子パー
セントそれぞれ添加しているが、0.25添加のNo.２
合金ではFe添加の効果は認められず、No.１同様
の結果であつたが、0.5添加のNo.３合金は添加効
果が認められ37℃に於いて50％程度の残留ひずみ
を得、加熱しても10％程度のひずみが残留した。
No.４合金以降Feを1.0原子パーセント以上添加し
たものでは、室温に於ける90度曲げによるひずみ
は、ほぼ100％残留し、80℃に加熱しても90％以
上のひずみは残留した。このことは、口腔内温度
近傍でのワイヤー変形が400〜500℃の特定された
熱処理を必要としないで可能であり、且つ口腔内
での最大温度、飲食時に熱湯によつて引き起され
る80℃（口腔内では70℃以下と思われるが）によ
つても90％以上の変形の形状が維持されることを
示している。No.５合金の500℃で処理材について
の20℃，40℃，60℃，80℃それぞれに於ける応力
−ひずみ曲線を示したが、40℃に於いてはひずみ
は若干残留する。このことにより90度の曲げに対
して形状が固定され、加熱によつても変化が少な
いものの製造を可能に出来る。更に安定した形状
を得ようとすれば、60℃あるいは80℃に加温した
状態で変形すれば良いことが第２図からわかる。
また図中、40℃では若干の塑性変形が認められる
が歯列矯正に求められるワイヤーの変形はせいぜ
い１〜２％であるため繰り返しに対しては殆んど
この残留ひずみは問題にならない。しかし、口腔
内に於いて完全な超弾性を求めたい場合には、
400℃程度で焼鈍する必要がある。この時にはワ
イヤーの変形は60〜80℃で行えば良い。焼鈍温度
が500℃を越えると、室温および口腔内温度での
超弾性特性は悪くなる。すなわち塑性変形を受け
易くなる。このため、400〜500℃が歯科用器具と
して本発明合金ワイヤーにとつて適当であると云
えるが、変形応力は低いあるいは、加工性の容易
さを更に必要とされる場合には500℃を越えた焼
鈍が行われても良い。 第３図は本発明の実施例に係る歯列矯正器具を
示す図である。この図のように、長方形ループ状
の歯科矯正器具が上記本発明合金線を所要形状に
加工後、固定して熱処理することにより得られ
る。 使用に際しては、装着する個人差に応じた形状
に、高くとも80℃の温度で塑性変形することによ
り調節が可能である。
矯正器具に関するものである。 ［従来の技術］ TiNi合金、Ti−Ni−Ｘ（Ｘ＝Cu、Cr等）合金
が熱弾性型マルテンサイト変態の逆変態に付随し
て顕著な形状記憶効果を示すことはよく知られて
いる。（「金属」1966年２月13日号、44，「日本金
属学会会報」第12巻第３号（1973）157，「日本金
属学会誌」第30巻、第２号（1975）175） これと同時に、TiNi合金にゴムのようなしな
やかさを示す超弾性機能があることもよく知られ
ている。（「J.Appl.phys.34（1963）1475，東北大
学選研梟報27（1971）245） これらの形状記憶及び超弾性機能を利用して、
パイプ継手、感温アクチユエータ、ヒートエンジ
ン、ブラジヤーおよび歯科矯正線等の商品化が行
われている。特に、歯科矯正器具に適用すること
は、米国特許第4037324号に開示されている。ま
た、JADA，82（1971）1373，Am.J.Orthod 63
（1973）464にも詳しく述べられている。 ［発明が解決しようとする課題］ 歯列矯正器具は、周知の歯との関係で、不規則
及び不正常な歯を修正するために使用される。こ
の修正操作は、変形応力の荷重・除荷に伴ない可
逆的にエネルギーを吸収したり、放出したりする
ことが可能なワイヤーを用いた器具を使用して行
われる。この矯正器具に使用されるワイヤーは主
に18−８ステンレス鋼ワイヤー、最近ではNi−
Ti合金ワイヤーであつた。 18−８ステンレス鋼ワイヤーを用いた場、矯正
に供し得る伸びひずみはほぼ１％である。このた
め、過度の伸びあるいは曲げを与えると、本来、
目的に必要とされる可逆的なエネルギーの吸収・
放出機能が損われしまう。 これに対し、Ti−Ni合金ワイヤーは、従来の
ステンレスワイヤーと比較して、異常な弾性限界
があることが見出されている。すなわち、加工上
り材の弾性限界（伸びひずみの最大値）は約４％
を示す。Unitele（米）はこの合金ワイヤー（加工
上り材）を矯正ワイヤーとして実用化している。
しかしながら、このワイヤーは、加工上り材のた
め、脆い難点、および伸び変形の増加と伴に、変
形に必要な荷重もほぼ直線的に増加するため、矯
正治療を受ける患者への生理的苦痛を余偽なくす
る難点があつた。この苦痛を柔げるためには、所
要の歯移動は比較的軽いが、連続的な矯正力を供
給することができる最適の力付与装置を形成する
ことによつて最も良好に達成されることがAngle
Orthodentist第31巻（1961年発行）に報告されて
いる。この目的を達成するためには変形に要する
力の大きさが小さいこと、口腔組織の最大限の応
答を与えるべく器具が非機能状態になるまで力の
レベルが一定であること、等が挙げられる。 このアプローチの一例として、Ni−Ti合金ワ
イヤーの焼鈍材を使用することに見出すことがで
きる。この焼鈍材は通常30〜40％の冷間加工減面
率が施されたのち400〜500℃の熱処理を行うこと
によつて得られる。かかる処理を行われたワイヤ
ーは、少なくとも口腔内温度に於いて、ゴムの如
き弾性挙動を振舞うことが可能となる。すなわ
ち、伸びひずみで５〜６％、且つ、変形に要する
力の大きさが小さく、一定変形力によつても伸び
が可能なこと、歯移動に伴なう軽い連続的な矯正
力を供給することができる。すなわち、ワイヤー
の弾性変形によつて可逆的なエネルギーの吸収・
放出が容易となり得る。 しかしながら、このワイヤーは加温されること
による形状の復元、もしくはゴムの如きしなやか
さによる自発的形状の復元のいづれか若しくは双
方を併せ待つことのために歯列矯正用の形状に冷
間曲げすることができず、所要の形状に固定する
ために400℃程度以上の温度まで加熱される必要
があつた。このため閉ループ等の矯正器具に使用
することができず、設計上かなりの湾曲を要する
器具の形成に使用することがかなり制限される。 本発明はステンレス鋼あるいはTi−Ni合金を
使用した場合の欠点を解決し、最適の歯列矯正力
を供給するのを容易にするものである。よつて本
発明の技術的課題は、従来のNi−Ti合金焼鈍材
のもつ、口腔組織が最大限に応答し、且つその組
織が最小限にしか損傷を受けない状態にて連続的
に比較的無痛状態にて歯の移動を行うべく、好ま
しいほどの力の大きさが小さく、且つ長期間に亘
つて力が一定となる特長を保持しつつ、歯列矯正
用器具が、歯の歯冠に作用してそれが移動される
際に、その歯の正確な回転中心を与えるよう最適
の力に対するモーメントの比を与えるべく、簡単
なものから非常に複雑な歯列矯正用の形状まで広
範囲の歯列矯正器具に形成することを、高くとも
80℃以下で可能にした歯列矯正器具を提供するこ
とにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、原子％でNiを45.0〜51.0at
％、Feを0.5〜5.0at％残部Tiからなる合金を溶体
化処理後400〜500℃で熱処理を施したTiNiFe合
金線材であつて、少なくとも口腔内温度（37℃）
において、可逆的なエネルギーの吸収・放出が可
能な超弾性特性を保有するとともに、多くとも80
℃までの温度範囲内で塑性変形することを特徴と
する歯列矯正器具が得られる。 本発明の歯列矯正器具において合金線に含有さ
れるFeを0.5〜5.0原子パーセントとしたのは、0.5
未満では添加効果が少なく、5.0を越えると加工
性を極端に悪くするためである。更に、Niを45
〜51原子パーセントとしたのは45未満ではTi2Ni
相が析出し、逆に51を越えるとTiNi3相が析出
し、加工性を悪くするためである。 ［実施例］ 本発明の実施例について説明する。 表−１に示す組成の合金が高周波真空溶解法に
よつて得られた。但し、本実施例以外の溶解法、
例えば、アーク溶解法、電子ビーム溶解法、ある
いは粉末治金法によつても本発明合金は得られ
る。 合金は、それぞれ900〜1000℃で溶体化処理後、
約900℃で熱間鍛造、熱間圧延されたのち冷間加
工によつて0.70mmφまで線引きされ、約900℃の
温度で歪み取り焼鈍が行われ、0.50mmφに加工さ
れた。 表−１に本発明合金および比較合金の熱間加工
性、熱間加工性の良否につき示しているが、Fe
添加量が5.0原子パーセントを越えるNo.７，No.８
の合金は本発明合金に比べて熱間加工性は悪く、
更に、供試材を得るための0.7mm〜0.5mmφの最終
冷間加工は出来なかつた。比較合金No.１について
も表−１に示すように、本発明合金に比べると冷
間加工性は悪い。これらのことにより、Ti−Ni
合金にFeを添加すると、その熱間・冷間加工性
はTiNi合金に比べて変わらないか、あるいは改
善されると云えるが、５原子パーセントを越える
とかえつて悪くする傾向にあることが云える。 0.50mmφまで加工された供試ワイヤーは、それ
ぞれ900℃，700℃，600℃，500℃，400℃および
300℃で１時間熱処理され、室温（20℃）、および
口腔内温度（37℃）での応力−ひずみ曲線が求め
られた。 第１図に室温で測定された結果の一例として、
比較合金No.１および本発明合金No.４の加工上り材
（未焼鈍材）、500℃焼鈍材の応力−ひずみ曲線を
示した（なお、市販されている18−８ステンレス
鋼ワイヤーの例も併せて示している）。 本発明合金No.４は比較合金No.１と同様に焼鈍に
よつて形状記憶合金の特長の一つであるゴムのよ
うなしなやかな超弾性を保有し、伸び変化に対し
応力が一定となる降状応力を認めることができ
る。表−２に、37℃における３％引張り時の応力
を異なる温度において熱処理した各々の試料につ
いて示した。表中、No.７，No.８の合金は冷間加工
不可のため、引張り試験は行われなかつた。各合
金試料（比較合金および本発明合金を含む）と
も、冷間の加工上り材は第１図中No.１合金同様に
荷重の除荷と同時にほぼひずみは解消される。し
かし、明確な降状は認められない。明確な降状を
示す超弾性特性が得られるのは、ほぼ400℃以上
の熱処理材からである（300℃では、焼鈍効果は
薄い）。良好な超弾性が得られるのは、比較合金
No.１同様400〜500℃であつた。600℃を越えると
応力レベルは400〜500℃処理材に比べて約半分に
なると同時に超弾性特性も悪くなる。特に、繰り
返しに対しては極端な劣化を示す。よつて歯列矯
正器具に第一義的に求められるワイヤー変形に対
する可逆的なエネルギーの吸収・放出を得るため
には400〜500℃の熱処理材が適当である。しかし
ながら低応力レベルでのエネルギの吸収・放出お
よび必ずしも繰り返えしを求められない場合に
は、その限りではなく、600℃あるいはそれ以上
の温度での処理が許容される。 次に、塑性加工性を調べるために表−２に示し
た各試料は37℃で90度に曲げられ、曲げ応力の解
放時の残留ひずみ、更に、80℃加熱による残留ひ
ずみの解消の度合が調べられた。500℃処理材の
結果を表−３に示した。比較合金No.１は室温で応
力解放と同時にほぼ元の形状に戻つた。すなわ
ち、超弾性効果が強いために37℃での塑性加工は
難しい、更に80℃に加熱するとわずかな残留ひず
みも解消する。このため、特定形状への固定は変
形後拘束下で400〜500℃に加熱する必要がある。 No.２，No.３合金はFeを0.25および0.5原子パー
セントそれぞれ添加しているが、0.25添加のNo.２
合金ではFe添加の効果は認められず、No.１同様
の結果であつたが、0.5添加のNo.３合金は添加効
果が認められ37℃に於いて50％程度の残留ひずみ
を得、加熱しても10％程度のひずみが残留した。
No.４合金以降Feを1.0原子パーセント以上添加し
たものでは、室温に於ける90度曲げによるひずみ
は、ほぼ100％残留し、80℃に加熱しても90％以
上のひずみは残留した。このことは、口腔内温度
近傍でのワイヤー変形が400〜500℃の特定された
熱処理を必要としないで可能であり、且つ口腔内
での最大温度、飲食時に熱湯によつて引き起され
る80℃（口腔内では70℃以下と思われるが）によ
つても90％以上の変形の形状が維持されることを
示している。No.５合金の500℃で処理材について
の20℃，40℃，60℃，80℃それぞれに於ける応力
−ひずみ曲線を示したが、40℃に於いてはひずみ
は若干残留する。このことにより90度の曲げに対
して形状が固定され、加熱によつても変化が少な
いものの製造を可能に出来る。更に安定した形状
を得ようとすれば、60℃あるいは80℃に加温した
状態で変形すれば良いことが第２図からわかる。
また図中、40℃では若干の塑性変形が認められる
が歯列矯正に求められるワイヤーの変形はせいぜ
い１〜２％であるため繰り返しに対しては殆んど
この残留ひずみは問題にならない。しかし、口腔
内に於いて完全な超弾性を求めたい場合には、
400℃程度で焼鈍する必要がある。この時にはワ
イヤーの変形は60〜80℃で行えば良い。焼鈍温度
が500℃を越えると、室温および口腔内温度での
超弾性特性は悪くなる。すなわち塑性変形を受け
易くなる。このため、400〜500℃が歯科用器具と
して本発明合金ワイヤーにとつて適当であると云
えるが、変形応力は低いあるいは、加工性の容易
さを更に必要とされる場合には500℃を越えた焼
鈍が行われても良い。 第３図は本発明の実施例に係る歯列矯正器具を
示す図である。この図のように、長方形ループ状
の歯科矯正器具が上記本発明合金線を所要形状に
加工後、固定して熱処理することにより得られ
る。 使用に際しては、装着する個人差に応じた形状
に、高くとも80℃の温度で塑性変形することによ
り調節が可能である。
【表】
【表】
【表】
【表】
［発明の効果］
このように、本発明によれば歯列矯正器具とし
て用いられる図−３に示した長方形ループ状ばね
等の加工が室温あるいは加温によつて容易にする
ことが出来ると同時に、低応力で可逆的なエネル
ギーの吸収・放出が可能なワイヤーを供給するこ
とが出来る。
て用いられる図−３に示した長方形ループ状ばね
等の加工が室温あるいは加温によつて容易にする
ことが出来ると同時に、低応力で可逆的なエネル
ギーの吸収・放出が可能なワイヤーを供給するこ
とが出来る。
第１図は、18−８ステンレス線、No.１合金
（Ti−51at％Ni）の未焼鈍材500℃×1hr熱処理材
およびNo.４合金（Ti−48.5at％Ni−1.5at％Fe）
の室温（20℃）に於ける応力−ひずみ曲線を示し
ている。第２図は、No.４合金の20℃，40℃，60℃
および80℃に於ける応力−ひずみ曲線を示してい
る。第３図には本発明による器具に使用される長
方形ループ状ばねの解図を示している。
（Ti−51at％Ni）の未焼鈍材500℃×1hr熱処理材
およびNo.４合金（Ti−48.5at％Ni−1.5at％Fe）
の室温（20℃）に於ける応力−ひずみ曲線を示し
ている。第２図は、No.４合金の20℃，40℃，60℃
および80℃に於ける応力−ひずみ曲線を示してい
る。第３図には本発明による器具に使用される長
方形ループ状ばねの解図を示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子％でNiを45.0〜51.0at％、Feを0.5〜
5.0at％、残部Tiからなる合金を溶体化処理後400
〜500℃で熱処理を施したTiNiFe合金線材であ
つて、 少なくとも口腔内温度（37℃）において、可逆
的なエネルギーの吸収・放出が可能な超弾性特性
を保有するとともに、多くとも80℃までの温度範
囲内で塑性変形することを特徴とする歯列矯正器
具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221245A JPH0271735A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 歯列矯正器具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221245A JPH0271735A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 歯列矯正器具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271735A JPH0271735A (ja) | 1990-03-12 |
| JPH0464263B2 true JPH0464263B2 (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=16763741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63221245A Granted JPH0271735A (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 歯列矯正器具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0271735A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2162667C2 (ru) * | 1999-04-27 | 2001-02-10 | Гюнтер Виктор Эдуардович | Литейный стоматологический сплав |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5844047A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-14 | セイコーエプソン株式会社 | 歯列矯正部材 |
| JPS62211338A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-17 | Keijiyou Kioku Gokin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 低温用形状記憶合金 |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP63221245A patent/JPH0271735A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5844047A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-14 | セイコーエプソン株式会社 | 歯列矯正部材 |
| JPS62211338A (ja) * | 1986-03-11 | 1987-09-17 | Keijiyou Kioku Gokin Gijutsu Kenkyu Kumiai | 低温用形状記憶合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0271735A (ja) | 1990-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6262808B2 (ja) | 形状記憶合金歯科用アーチの形状設定 | |
| US5137446A (en) | Orthodontic implement controllable of correction force | |
| AU774230B2 (en) | Medical instruments and devices and parts thereof using shape memory alloys | |
| Thompson | An overview of nickel–titanium alloys used in dentistry | |
| JP3884316B2 (ja) | 生体用超弾性チタン合金 | |
| CN101768685B (zh) | 一种生物医用钛铌基形状记忆合金及其制备、加工和应用方法 | |
| WO2005064026A1 (fr) | Alliages ti a faible module et super-elasticite, procede de production correspondant | |
| JPH09511281A (ja) | Ｎｉ−Ｔｉ−Ｎｂ合金の処理方法と該合金から作られた物品 | |
| JP3753380B2 (ja) | 生体用超弾性チタン合金の製造方法及び生体用超弾性チタン合金 | |
| JP2006523770A (ja) | 形状記憶材料、およびこれを製造する方法 | |
| RU2485197C1 (ru) | Металлический наноструктурный сплав на основе титана и способ его обработки | |
| JP4547797B2 (ja) | 生体用Ｔｉ合金およびその製造方法 | |
| JPH0464263B2 (ja) | ||
| JP2935124B2 (ja) | 歯列矯正器具 | |
| JP2004197112A (ja) | 生体用超弾性チタン合金の製造方法 | |
| JPH11269585A (ja) | Ｔｉ−Ｖ−Ａｌ系超弾性合金とその製造方法 | |
| JP2791787B2 (ja) | 歯列矯正ワイヤー | |
| JP2979420B2 (ja) | 歯列矯正器具 | |
| JPS6314834A (ja) | 形状記憶ＴｉＮｉＶ合金及びその製造方法 | |
| JP3933623B2 (ja) | 生体用超弾性チタン合金の製造方法および超弾性用チタン合金 | |
| WO1996038594A1 (en) | MEDICAL, DENTAL AND ORTHODONTIC ARTICLES OF Ni-Ti-Nb ALLOYS | |
| JP2961554B2 (ja) | 歯列矯正器具 | |
| Shima et al. | Bending properties of hollow super-elastic Ti–Ni alloy wires and compound wires with other wires inserted | |
| JP3128660B2 (ja) | 歯列矯正器具 | |
| JP2005105404A6 (ja) | 生体用超弾性チタン合金の製造方法および超弾性用チタン合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |